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基于矢量分析的數控加工軌跡設計方法研究

注意:本論文已在《機械工程學報》2005,41(3):160-164,170發表
使用者請注明論文出處
孫玉文 束長林 劉健
(大連理工大學精密與特種加工教育部重點實驗室大連116023)

摘 要: 描述了基于矢量分析和NURBS的數控加工軌跡設計方法;诮o定的被加工曲面在其參數域上的優化走刀方向集合,并依據標量場與梯度場的轉化關系,建立了精確逼近離散方向矢量的走刀矢量場擬合模型,由此給出了數控加工軌跡的矢量表達形式。以NURBS作為發生矢量場的流函數并借助其較強的局部調控能力,通過調整控制點列,可望實現數控加工軌跡拓撲形狀的整體優化調控。驗證實例表明該方法能夠進行復雜形狀數控加工軌跡的精細設計,有利于保證精度指標下曲面加工效率的最大化。
關鍵詞: 加工軌跡 矢量場 NURBS

VECTOR ANALYSIS BASED TOOLPATH GENERATION FOR PRECISION SURFACE MACHINING

Sun Yuwen Shu Changlin Liu Jian
(Key Laboratory for Precision & Non-traditional Machining ofMinistry of Education, Dalian University of Technology, Dalian 116023)

Abstract:A toolpath generation method is presented for NC machining based on vector analysis and NURBS. Given optimal cutting directions at sampled points in the parameter domain of the NURBS surface, a vector field model fitting to these scattered vectors is established according to the conversion between scalar field and gradient field. Thus, tool paths inthe parameter domain can be represented as vector curves of a 2D vector field. Moreover, using NURBS as the stream function of generating gradient field, a global shape optimization of tool-paths can be easily completed by adjusting the control point array of the stream function. The example shows that theprecise design method of tool paths is very useful in high- efficiency machining of complex shapes.
Keywords: Tool paths; Vector field; NURBS

 

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